扫码下载APP

您的位置

资讯详情

本人可编辑资讯

仅支持在APP编辑资讯扫描二维码即可下载APP

湖南大学周惦武课题组:高强度钢与铝合金混合接头的铆钉塞焊激光焊接研究

论论资讯 | 2023-04-20 3热度

Optics and Laser Technology

Explore content

About the journal

Publish with us

An investigation on rivet plug laser welding of hybrid joints between high-strength steel and aluminum alloy

He Z.; Zhou D.; Liu A.; Zhou S.; Du X.; Wang X.; Liu J.

Published:2023-09-01
DOI:10.1016/j.optlastec.2023.109470

研究背景

轻量化材料在汽车车身结构中的广泛应用已成为趋势,其中高强度钢和铝合金是常用的轻量化材料。然而,高强度钢的变形难度大,铝合金的反射率高,而且在钢/铝直接焊接中存在一些问题,例如脆性Fe-Al化合物的生成等。因此,如何实现高强度钢和铝合金的可靠连接成为了当前研究领域的难点。

研究内容

本文采用一种新型连接方法——铆钉插入激光焊接(RPLW),通过控制激光束的能量分布,实现了高强度钢/铝合金的可靠混合连接。具体方法是通过位移装置使工件旋转,通过振镜机构使激光束直线振动。通过旋转和振动的耦合,控制激光束的能量分布,获得钢/钢冶金界面,并通过铝合金板的预制孔和钢铆钉之间的干涉配合获得钢/铝铆接界面。因此,传统的钢/铝冶金连接被转化为由钢/钢冶金连接区域(SSA)和钢/铝铆接区域(SAA)组成的混合连接。通过对RPLW混合连接的显微组织和性能分析,以及对连接的激光能量分布、温度和流场的模拟,结果表明该方法避免了一些缺陷,并在SAA中获得了密封连接。在最佳参数下,RPLW混合连接的拉剪强度达到了329.27 MPa,与铝合金基材的强度相当。但是,SAA中出现了未熔合的裂缝,或SSA中连接宽度减小和晶粒粗化,这将会降低混合连接的性能。

研究意义

本文通过铆钉插入激光焊接方法实现了高强度钢和铝合金的混合连接,避免了传统连接方法中存在的问题,具有较高的应用价值。此外,本文研究了混合连接的显微组织和性能,并对连接的激光能量分布、温度和流场进行了模拟分析,为混合连接的进一步研究提供了参考。

微信扫码即可查看